煤基吸附剂脱除燃煤电厂烟气中汞的研究进展

燃煤电厂产生的烟气是汞排放的主要来源之一。概述了目前电厂烟气中汞污染情况和主要脱汞方法,介绍了煤基吸附剂在汞污染控制中的应用。煤基吸附剂应用于烟气脱汞时其吸附活性与多种因素有关,总结了烟气中SO2,CO2,CO,HCl等成分对活性炭吸附剂脱汞性能的影响,讨论了不同吸附温度和炭汞比例下活性炭的吸附效率,分析了不同改性方法对活性炭脱汞效率的影响机理。针对活性炭脱汞成本较高的问题,介绍了飞灰吸附剂的脱汞性能及吸附温度和入口汞含量对其的影响。此外,褐煤活性焦成本低廉,具有丰富的比表面积和孔径结构,化学活性高,吸附性能好,是一种很有前景的电厂烟气脱汞用吸附剂。     

可循环再生吸附剂脱汞技术现状及发展趋势

总结了当前燃煤烟气脱汞常用的协同脱汞技术和贵金属、金属氧化物基可再生吸附剂技术发展现状,分析了各方法的优势与存在的问题,对未来磁性可回收吸附剂的发展方向和趋势进行了展望。针对现有脱汞技术效率低、易造成二次污染等缺陷,提出了使用飞灰磁珠制备廉价可回收脱汞吸附剂的新思路。通过大量试验开发了负载Co_3O_4或CuCl_2的磁珠改性方法以增强脱汞能力和抗烟气组分干扰能力,从而能够适用于低氯复杂烟气气氛。设计了改性磁珠吸附剂喷射脱汞工艺流程,可兼顾高效脱汞与低廉的运行成本,并通过磁珠回收再利用彻底避免汞进入环境造成污染。     

褐煤活性焦烟气脱汞的实验研究

燃煤电厂汞污染越来越受到关注,目前具有应用前景的脱汞方法为吸附脱汞,因此研发高效低成本的脱汞吸附剂被广泛研究。在搭建的固定床吸附反应系统上对自制的褐煤活性焦脱汞性能进行了实验研究,研究了汞污染物的入口浓度,吸附剂的量、烟气成分及吸附剂的种类对吸附汞的影响。结果表明:活性焦吸附剂对烟气中的气态汞均有一定的吸附能力,其吸附效果随着入口汞浓度和吸附剂量的增加而增加;烟气中的SO2、NO气体对活性焦吸附汞有一定的促进作用。活性焦脱汞效率与载硫活性炭、脱汞专用活性炭相比还存在一定差距,但可通过改进活性焦的活化方式提高脱汞性能。     

吸附法去除电厂汞的研究进展

重金属汞是电厂烟气中的主要污染物。主要介绍了活性炭、飞灰、钙基、矿物类及金属、生物质等吸附剂应用于烟气中脱汞的研究进展,评价了各种吸附剂的应用特点,并对今后需要开展的工作提出建议,为我国燃烧电厂汞排放控制提供参考。     

100MW燃煤电厂非碳基吸附剂喷射脱汞实验研究

选取一个100 MW燃煤电厂对氯化铜改性氧化铝和氯化铜改性沸石进行喷射脱汞实验,应用EPA 30B标准方法对静电除尘器(ESP)前后烟气中的汞价态分布进行了采样和测试.研究了吸附剂喷射量对烟气中汞脱除率的影响.现场测试的汞平衡结果为77.1%～111.5%.经修正的汞平衡结果表明,吸附剂喷射量越大,脱汞率越高.改性氧化铝的脱汞率最高可达30.6%,改性沸石的脱汞率最高可达29.2%.喷射非碳基吸附剂后烟气中元素汞(Hg⁰)显著下降,在喷射量为0.22 g·m^-3时,两种吸附剂可将烟气中Hg⁰比例由40%降低至22%左右,减少的Hg⁰主要转化为Hg^P.非碳基吸附剂与湿法脱硫(WFGD)系统协同使用可以有效减少Hg⁰向大气中的排放.     

凹凸棒石烟气脱汞吸附剂的研究进展

吸附剂喷射法是目前脱除燃煤烟气中单质汞(Hg~0)的有效方法之一,其关键问题是吸附剂。凹凸棒石不仅结构独特、性能优越、价廉易得、不污染环境,而且经过适当的改性处理后表现出良好的脱汞性能,具有工业应用前景。本文介绍了凹凸棒石的吸附特性及其在燃煤烟气汞脱除中的应用进展。总结了天然凹凸棒石和改性凹凸棒石吸附剂的汞脱除效果以及采用的改性剂和改性方法,分析了此类吸附剂的脱汞机理,同时还讨论了烟气组分、吸附反应温度和吸附剂用量对吸附剂脱汞性能的影响,最后指出在下一步研究中应进一步开发性能更优、更具稳定性的有机无机复合改性吸附剂,同时更加深入地分析其脱汞机理,争取早日实现工业应用。     

0.3MW CFB燃煤烟气喷射NH4Br改性稻壳焦脱汞试验研究

为研究燃煤烟气条件下,喷射烟气温度和吸附剂喷射量对汞脱除效率的影响,采用1%的NH_4Br溶液对稻壳焦浸渍改性,制备NH_4Br改性稻壳焦(Br-RHC)脱汞吸附剂,并通过比表面积及孔隙率分析仪对改性前后吸附剂的孔隙结构进行表征;在0. 3 MW燃煤循环流化床中试装置上进行了吸附剂烟道喷射脱汞试验。结果表明:吸附剂改性后的比表面积、微孔容积与总孔容积均有一定程度的增加;喷射脱汞效率随喷射量的增大而增加并趋于稳定,喷射量由0. 3 kg/h升高为0. 5 kg/h时,脱汞效率从69. 36%升至79. 44%。喷射脱汞效率随烟气温度的升高而升高,由142℃的57. 74%升高为200℃的79. 48%。生物质稻壳焦经化学改性后可代替活性炭用于燃煤锅炉烟气喷射脱汞技术。     

可再生脱汞吸附剂的研究进展

现有的脱汞技术中,在烟道中利用吸附剂将烟气中的汞吸附脱除是综合实际因素考虑最具有发展潜力的一项脱汞技术,为了实现燃煤电厂脱汞技术的环保性和经济性,对可再生脱汞吸附剂的研究十分有必要。本文介绍了脱汞吸附剂的研究现状,卤素改性吸附剂、贵金属改性吸附剂、金属氧化物吸附剂和金属硫化物吸附剂对汞脱除均取得了显著的效果,金属氧化物吸附剂由于其经济性和良好的可再生性是现在可再生吸附剂的研究重点;同时简述了可再生脱汞吸附剂再生方法,有研究学者用热再生法、低温等离子再生法及水洗再生法对脱汞吸附剂进行了再生处理均取得了较好的再生效果,热再生法是目前研究最多、应用最广泛的再生方法,而低温等离子再生法具有环保性和节能性是一项具有前景的再生技术。     

燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的研究进展

燃煤汞污染已引起广泛关注。燃煤电厂控制汞排放最成熟可行的技术是烟道活性炭喷射技术,但该技术在我国燃煤电厂的广泛应用还存在较多的科学问题,因为活性炭对烟气汞的脱除是包含吸附、扩散、传质及化学反应在内的多元化过程,因此,针对燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的研究已成为当前的热点课题。本文从吸附剂喷射脱汞技术原理、脱汞吸附剂的评价方法、汞吸附机理研究以及吸附剂喷射脱汞数学模型方面评述了燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术近些年取得的研究进展,并在此基础上提出了开发廉价高效、可再生的脱汞吸附剂,全面深入研究吸附剂的脱汞机理以及开发简单、精确的吸附剂喷射脱汞数学模型等后续研究方向,可为我国燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的开发提供一定指导。     

煤基吸附剂脱除烟气中气态汞的研究现状

综述了现阶段煤基吸附剂脱除烟气中汞的基本情况,重点介绍了飞灰炭与改性活性炭的研究现状。飞灰炭脱汞效果要比活性炭差,较高的飞灰烧失率、大量的中孔结构、表面有大量的含氧官能团和无机成分(S、Cl)对飞灰炭吸附汞有利;改性活性炭主要由含Cl或S的物质进行改性,并且分别介绍了它们各自脱汞的特征。还分析了烟气中极性气体对脱汞的影响。     

燃煤烟气中单质汞的净化脱除技术综述

综述了近十年来燃烧后烟道气脱汞、尤其是各种吸附脱汞技术的进展。现有的烟道气脱汞方法大都属于实验室研究,没有考虑设备型式、吸附剂上零价汞的转移和处理等问题。应当考虑吸附后的Hg(0)的处理、转化以确保吸附后的汞不再解吸和蒸发、杜绝二次污染;此外还应考虑吸附剂的回收再生及设备型式等对汞吸附效率的影响等问题,才有可能实现烟道气脱汞的产业化。     

燃煤烟气中单质汞吸附与氧化机理研究进展

燃煤电厂汞排放控制是当前的研究热点,实现燃煤烟气中汞的脱除涉及两个非常重要的过程：吸附与氧化。本文概述了汞在吸附剂表面吸附的相关理论和单质汞的催化氧化机理,结合碳基和非碳基吸附剂相关吸附特性的研究现状,对汞的吸附机理进行了讨论,回顾了SCR、碳基、以及金属和金属氧化物三种常见催化剂对单质汞的催化氧化性能并总结了其可能存在的机理。指出吸附剂表面活性位是决定其对汞吸附效果的关键因素,异相反应是单质汞氧化的重要途径,吸附和氧化是相辅相成的,不同催化剂不同气氛下氧化机理不同。并提出通过氯化物等物质改性能够提高吸附剂的吸附效果,深入研究汞的异相反应机理并开发经济有效的汞脱除方法是今后的研究方向。     

Thermally robust chelating adsorbents for the capture of gaseous mercury: Fixed-bed behavior

Thermally robust chelating adsorbents for the capture of vapor-phase mercuric chloride (HgCl₂) have been developed, to address the issue of mercury removal from flue gases from coal-fired power plants. The adsorbents are mesoporous silica substrates functionalized with a chelating agent and coated with an ionizing surface nano-layer. This architecture enables selective, multi-dentate adsorption of mercury directly from the gas phase with high capacity. The capture efficiency of the adsorbents was evaluated in the fixed-bed mode for oxidized mercury at 160 °C. Two chelating adsorbents, one functionalized with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) and the other with 2-mercaptobenzothialzole (MBT), were studied. For both adsorbents a high mercury uptake capacity was observed, several times higher than that of commercial activated carbon. The mechanism for mercury uptake in the two adsorbents is different. The effect of pore size on uptake was also evaluated. It was found that pore size does not have a significant effect on the mercury adsorption, and mercury diffusion through the ionic coating is believed to be the rate-limiting step for capture.     

天然气中汞的脱除技术

鉴于环保、设备安全以及人身健康的要求,有效脱除天然气中汞的应用技术日渐受到重视。简述了物理吸附、化学吸附、溶液吸收和低温分离等具有代表性的天然气脱汞的工艺进展。对活性炭汞吸附剂、负载金属吸附剂、卤化或载硫活性炭和其他类型汞吸附剂在天然气中汞脱除的应用进展进行了阐述。研究了入口天然气的温度和湿度对脱汞效果的影响,较低的温度和湿度有利于汞的脱除。     

改性氧化钛光催化氧化单质汞性能及其影响因素研究进展

汞是煤中普遍存在的一种剧毒非必需元素,燃煤烟气汞污染防治已成为国家重点关注和研究热点。本文系统介绍了光催化氧化单质汞的氧化钛基催化剂,包括形貌调控氧化钛基催化剂、金属改性氧化钛基催化剂、非金属改性氧化钛基催化剂、半导体复合氧化钛基催化剂以及负载型氧化钛基催化剂等。比较了不同改性措施下氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞效率,讨论了催化剂的制备方法、光源、反应温度、烟气组成以及光催化反应器等因素对其氧化单质汞效率的影响,总结了氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞反应机理,展望了光催化脱除燃煤烟气汞的潜在应用前景与挑战,旨在为燃煤烟气汞污染防治提供参考。完善催化剂改性方法同时开展中试规模实验将会成为燃煤烟气光催化氧化单质汞的重要研究内容与发展趋势,同时也是实现光催化氧化单质汞技术工业化应用的关键。     

金属硫化物吸附剂脱除烟气汞研究进展

工业烟气排放的汞严重危害人体健康及生态环境，金属硫化物是一种新型的高效汞吸附剂，受到广泛关注。本文总结了近年来金属硫化物应用于脱除烟气汞的研究进展。归纳了不同金属硫化物的吸附性能，并对影响吸附性能的常见因素进行了梳理，已有研究表明金属硫化物在复杂的反应条件下仍具有优异的脱汞性能；进一步归纳了金属硫化物的汞吸附机理；总结出活性位和比表面积的调控是当前强化金属硫化物汞吸附性能的常见方法；最后对金属硫化物的再生方法进行了介绍。基于当前研究进展，未来的研究应关注如何强化金属硫化物在高温下的脱汞性能，以及如何在低温条件下实现汞的脱附从而避免当前高温热脱附方法对金属硫化物结构的破坏。     

燃煤电厂协同脱汞研究进展及强化措施

燃煤电厂是大气汞排放的重要源头,但是我国目前尚无完善的烟气汞控制方案。本文简要综述了国内外烟气脱汞技术研究现状,统计了国内污控设备（包括脱硝设备、除尘设备和脱硫设备）的装机容量。指出污控设备对烟气汞具有一定的协同脱除作用,但是受到我国煤质及运行条件等因素的制约,效果并不理想。本文结合国内某燃煤电厂的实测情况,提出了以下强化措施：①通过添加溴盐溶液,提高选择性催化还原（SCR）对烟气汞的氧化效率;②通过粉末活性炭与溴盐联合使用,强化静电除尘器（ESP）对烟气汞的协同脱除效率,脱汞效率可达90%以上;③通过精确控制脱硫浆液的pH值以及定期外排脱硫浆液,以降低其中汞的再释放率,维持湿法脱硫工艺（WFGD）稳定的烟气汞协同脱除效率;④通过优化和调整锅炉运行条件,提高现有污控设备体系的协同脱汞能力。     

改性活性炭吸附单质汞的研究现状

汞污染主要来自于人为的燃煤烟气排放,而烟气汞污染控制的难点在于气态单质汞的脱除。活性炭吸附法是较为成熟且效果较好的一种方法,本文对近10年来改性活性炭吸附单质汞的研究状况进行综述。